精品解析：江西九江市匡庐星瀚高级中学2026-2027学年高三上学期10月阶段检测物理试题

江西省九江市匡庐星瀚高级中学2026-2027学年度上学期 10月月考 高三物理试题 （时间 75分钟，总分100分） 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分（选择题 共46分） 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 一架无人机从静止开始竖直向上做直线运动，其加速度随时间变化的关系图像如图所示，对于无人机在时间内的运动，下列说法正确的是（ ） A. 时刻，无人机的速度为 B. 时刻，无人机的速度最大 C. 时间内，无人机的位移为 D. 时间内，无人机的位移为 2. “美好的一天，从拉着行李箱返校学习开始”。图甲中的同学拉着行李箱健步行走在校园水平路面上，行李箱匀速前进并保持倾角不变。假如这一过程中行李箱（含箱内物体）受到的重力G如图乙所示，则该同学对行李箱施加的拉力有没有可能是图乙中的F1、F2？你的判断是（ ） A. F1可能，F2不可能 B. F1不可能，F2可能 C. F1和F2都可能 D. F1和F2都不可能 3. 如图所示的电路中，L1和L2是两个完全相同的小灯泡，线圈自感系数L很大，它的电阻与小灯泡相同，下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关S后，L2先亮，L1逐渐变亮，最后两灯一样亮 B. 断开开关S后，L2先熄灭，L1闪亮一下然后逐渐熄灭 C. 断开开关S后，电流从A到B通过L1 D. 闭合开关S后，L1和L2同时亮，L1逐渐变暗，L2逐渐变亮 4. 两列机械波在同种介质中相向而行，P、Q为两列波的波源，某时刻的波形如图所示，已知波源P产生的波传播速度为10m/s，下列判断正确的是（　　） A. 两波源P、Q的起振方向相同 B. 波源Q振动的频率为0.4Hz C. x=0处质点振动稳定后的振幅为45cm D. 波源Q产生的波更容易发生明显衍射 5. 如图所示，一轻质弹簧上端固定在天花板上，下端连接一质量为的小钢球。以弹簧原长时钢球所在的位置为坐标原点，竖直向下为正方向建立坐标轴。将钢球从点处由静止释放，钢球在、间做往复运动。弹簧劲度系数为，且弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 在点处，小球的加速度最小 B. 在点处，小球所受弹力的大小为 C. 在处，小球的速度最大 D. 两点间的距离为 6. 上海大学集成光子芯片实验室的研究团队首次实现了基于AIScNOI（绝缘体上掺钪氮化铝）平台的声光调制功能验证。掺钪氮化铝是一种折射率较大的透明材料，如图是用该材料制成的棱柱型薄膜，其截面为等腰三角形，顶角为，面为磨砂面（不透光不反光），、面为透明面，在面中点放置一点光源，此时面有的长度有光线透出，则该材料的折射率为（ ） A. 3 B. 2 C. D. 7. 关于下面的图形，说法正确的是（ ） A. 图甲是电子束穿过铝箔后的衍射图样，若换成动能相同的质子进行实验，衍射现象更明显 B. 乙图中重核裂变产生的中子能使核裂变反应连续的进行，称为链式反应，其中一种核裂变反应方程为 C. 图丙中，用从能级跃迁到能级辐射出的光照射逸出功为2.14eV的金属铯，不会发生光电效应 D. 丁图中由原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系可知，若D和E能结合成F，结合过程一定会释放能量 二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 8. 如图所示，在水平地面上放置了一个顶端固定有定滑轮的斜面，物块放置在斜面上，轻细绳的一端与相连，另一端通过定滑轮与小球相连。现对小球施加水平外力使其缓慢运动，直至将拉至图示位置，拉动过程中物块和斜面始终静止。不计细绳与滑轮的摩擦，则下列说法正确的是（　　） A. 拉力先减小再增大 B. 绳上的拉力一直增大 C. 斜面对的摩擦力可能一直减小 D. 地面对斜面的摩擦力不变 9. 如图甲所示，在平静的水面下深处有一个点光源，它发出不同颜色的光和光，在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由、两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为光的颜色（见图乙）。设水对光的折射率为，则下列说法正确的是（　　） A. 在真空中，光的传播速度比光的大 B. 在水中，光的波长比光的长 C. 复色光圆形区域的面积为 D. 在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，光的干涉条纹间距比光的窄 10. 如图所示，足够深的导热容器用质量为、横截面积为的导热活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下方设有两个卡口，初态时活塞与卡口间的作用力大小为，活塞离汽缸底部的高度为，环境温度，之后环境温度逐渐升高至某一温度，活塞离汽缸底部的距离变为。不计活塞与容器间的摩擦，重力加速度为，大气压保持不变且。整个过程中，关于气体的图像及说法正确的是（　　） A. 图甲为此过程的图像，则温度下的压强大于温度下的压强 B. 图乙为此过程的图像，其中 C. 图丙为此过程的图像，封闭气体在两个阶段升高相同温度时，吸收的热量相等 D. 图丙为此过程的图像，此过程中气体对外做功为 三、实验题（本题共2小题，11题12分，12题8分，除特殊标注外，每空2分，共20分。） 11. 要描绘一个标有“3 V  0.8 W”小灯泡的伏安特性曲线，要求灯泡两端的电压由零逐渐增加，且尽量减小实验误差。已选用的器材除导线、开关外，还有电池组（电动势为4.5 V，内阻约1Ω） 电流表（量程为0~300 mA，内阻约为1Ω） 电压表（量程为0~3 V，内阻约为3 kΩ） 滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流1 A） （1）实验电路应选用图中的_________（填字母代号） A. B. C. D. （2）请按照（1）中选择的电路图，补充完成图中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏_________。 （3）以电压表的读数U为横轴，以电流表的读数Ⅰ为纵轴，根据实验得到的多组数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线，如图所示。由图可知：随着电压的增大，小灯泡的电阻_________（选填“增大”或“减小”），其发生变化的原因是___________________________。 （4）从图线可知，当灯泡两端电流为0.26 A时，小灯泡的功率等于_________W（保留两位有效数字）。 （5）某同学看到实验室有最大阻值为17 kΩ的滑动变阻器R1和最大阻值为100Ω的滑动变阻器R2，用R1和R2分别替换本实验中的滑动变阻器，滑片从左向右滑动过程中，电压表示数随滑片移动距离x的关系曲线如图所示，正确的是_________。 12. 小明利用某手机软件研究向心加速度，如图甲所示，用两根细线把手机侧面与水平悬梁AB连接，绷紧细线，将手机拉开某一角度后由静止释放，使之绕水平悬梁AB摆动至最低点，细线碰到水平挡杆CD后继续摆动，在手机软件上观察记录细线碰挡杆后瞬间手机的向心加速度大小a，测量手机上边缘到挡杆CD的距离l。改变CD的高度，重复实验。 （1）在操作过程中，为了确保手机到达最低点时的速度大小相等，则每次拉开手机的角度都与第一次________（选填“相同”或“不相同”）； （2）若手机上边缘运动到最低点时的速度大小为v，则此时手机上边缘向心加速度的大小________（用v和l来表示）； （3）根据实验得到的数据，由电脑描点作出图，数据拟合获得图像及表达式如图乙所示，则由该图线斜率可知手机摆到最低点时的速度大小为________（计算结果保留二位有效数字）； （4）由图乙中表达式可知，图像没有严格通过坐标原点，小明认为其原因是手机加速度传感器位置在手机上边缘的下方某距离所致。根据图乙估计该距离约为________（计算结果保留一位有效数字）。 四、计算题（本题共3小题，13题10分，14题14分，15题14分，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分。有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 如图所示，在锅炉外壁紧贴着导热性能良好且右壁开孔与大气相通的汽缸，汽缸右壁内侧装有压力传感器，用于监控锅炉外壁的温度、锅炉未工作时，活塞与锅炉外壁距离为0.3m、与传感器距离为0.2m，活塞左侧封闭温度为300K、压强为105Pa的空气，此时压力传感器的示数为0。已知大气压强为105Pa，活塞横截面积为10-2m2，不计活塞与汽缸壁的摩擦，锅炉工作时温度缓慢升高。 （1）当锅炉的温度为T1时，活塞刚好接触压力传感器，求T1； （2）锅炉外壁温度T从300K逐渐增大，求压力传感器示数F与T的关系式； （3）活塞从汽缸图示位置移动到最右侧刚接触到压力传感器的过程中，气体吸收了300J的热量，求该过程中气体内能变化多少？ 14. 如图，AB是倾角为的固定斜轨道，BC是以恒定速率v0顺时针转动的水平传送带，紧靠C端有半径为R、质量为M置于光滑水平面上的可动半圆弧轨道，水平面和传送带BC处于同一高度，各连接处平滑过渡。现有质量为m的物块，从轨道AB上与B相距L的P点由静止下滑，经传送带末端C点滑入圆弧轨道。物块与传送带间的动摩擦因数为μ，其余接触面均光滑。已知R=0.36m，L=1.6m，v0=5m/s，m=0.2kg，M=1.8kg，μ=0.25，重力加速度取g=10m/s2。不计空气阻力，物块视为质点，传送带足够长。求： （1）物块滑到B点处的速度大小； （2）物块从B到C点过程因摩擦产生的热量； （3）物块到达圆弧轨道最高点时对轨道的压力。 15. 如图所示，间距为的光滑平行金属导轨由两部分组成，之间接有一个电容器，左侧部分导轨与水平面成角倾斜放置，两导轨间有垂直该部分导轨所在平面向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。右侧部分为水平导轨，、两处各由绝缘材料平滑连接两侧导轨，与、与之间均存在垂直该部分导轨所在平面向下、磁感应强度大小为的匀强磁场，与、与之间距离均为。由质量为、总电阻为的均匀金属丝制成的刚性线框放置在导轨上，边恰处于位置，，，其中心到两根导轨的距离相等。初始时开关S断开，质量为、长度略大于的金属杆从左侧导轨上距离地面高为处由静止下滑，至导轨底端时速度大小为。已知与间距离足够长，导轨及金属杆的电阻均不计，重力加速度为。 （1）求金属杆下滑至导轨底端时电容器两端的电压及电容器储存的能量； （2）求电容器的电容； （3）金属杆从左侧导轨底端滑出后，闭合开关S，求线框边运动到位置时的速度大小； （4）第（3）问中线框边运动到位置的瞬间断开开关S，求线框的边从位置滑出磁场时的速度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江西省九江市匡庐星瀚高级中学2026-2027学年度上学期 10月月考 高三物理试题 （时间 75分钟，总分100分） 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分（选择题 共46分） 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 一架无人机从静止开始竖直向上做直线运动，其加速度随时间变化的关系图像如图所示，对于无人机在时间内的运动，下列说法正确的是（ ） A. 时刻，无人机的速度为 B. 时刻，无人机的速度最大 C. 时间内，无人机的位移为 D. 时间内，无人机的位移为 【答案】D 【解析】 【详解】A．图像中图线与坐标轴围成的面积表示物体的速度，所以时刻，无人机的速度为 A错误； B．坐标轴之上表示物体加速，坐标轴之下表示物体减速，所以时刻，无人机的速度最大，B错误； C．时间内，无人机由静止做匀加速直线运动，有 时刻，速度为 若时间内，无人机匀速，则位移为 实际上时间内，无人机依然加速，所以位移 所以时间内，无人机的位移 C错误； D．根据图像对称性可知时间内无人机匀减速到0，可视为反向匀加速直线运动，有 D正确。 故选D。 2. “美好的一天，从拉着行李箱返校学习开始”。图甲中的同学拉着行李箱健步行走在校园水平路面上，行李箱匀速前进并保持倾角不变。假如这一过程中行李箱（含箱内物体）受到的重力G如图乙所示，则该同学对行李箱施加的拉力有没有可能是图乙中的F1、F2？你的判断是（ ） A. F1可能，F2不可能 B. F1不可能，F2可能 C. F1和F2都可能 D. F1和F2都不可能 【答案】D 【解析】 【详解】行李箱在水平路面上匀速前进，说明它处于平衡状态，因此受到的合力为零。行李箱受到的力有：重力、地面的支持力、同学施加的拉力以及地面的摩擦力。由图乙知，的方向是竖直向上的，而重力是竖直向下的，若行李箱受到的作用，则它没有向前的力克服摩擦力的作用，行李箱不能沿水平方向移动，所以不可能。将行李箱看做一个杠杆时，和都使杠杆向顺时针转动，所以此时行李箱不可能在匀速前进的同时并保持倾角不变。 故选D。 3. 如图所示的电路中，L1和L2是两个完全相同的小灯泡，线圈自感系数L很大，它的电阻与小灯泡相同，下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关S后，L2先亮，L1逐渐变亮，最后两灯一样亮 B. 断开开关S后，L2先熄灭，L1闪亮一下然后逐渐熄灭 C. 断开开关S后，电流从A到B通过L1 D. 闭合开关S后，L1和L2同时亮，L1逐渐变暗，L2逐渐变亮 【答案】D 【解析】 【详解】A．闭合开关S后，L1和L2同时变亮，由于线圈电阻与小灯泡相同，稳定时，线圈相当于一个定值电阻与L1并联，则最后L2比L1亮一些，故A错误； B．结合上述，稳定时，线圈与L1并联，由于线圈电阻与灯泡电阻相等，可知，稳定时，通过线圈的电流等于通过L1的电流，断开开关S后，线圈与L1构成新的回路，L2先熄灭，L1逐渐熄灭，L1不会闪亮一下后熄灭，故B错误； C．结合上述，由于线圈的自感，断开开关S后，电流从B到A通过L1，故C错误； D．闭合开关时，由于线圈的自感，线圈中的电流由0逐渐增大到稳定值，结合上述可知，闭合开关S后，L1和L2同时亮，L1逐渐变暗，L2逐渐变亮，故D正确。 故选D。 4. 两列机械波在同种介质中相向而行，P、Q为两列波的波源，某时刻的波形如图所示，已知波源P产生的波传播速度为10m/s，下列判断正确的是（　　） A. 两波源P、Q的起振方向相同 B. 波源Q振动的频率为0.4Hz C. x=0处质点振动稳定后的振幅为45cm D. 波源Q产生的波更容易发生明显衍射 【答案】C 【解析】 【详解】A．波源的起振方向与波最前端质点的起振方向相同，从波形图中可看出波源P产生的波起振方向沿y轴负方向，波源Q产生的波起振方向沿y轴正方向，方向相反，A错误； B．如图可知波源Q产生的波波长为，已知波在同种均匀介质中传播速度相同，所以，可得周期为 频率为 B错误； C．由于这两列波的波长相等，波速相等，所以频率也相等，这两列波能发生干涉，由于x=0处质点到这两列波最前端的距离差为2m，等于半波长的整数倍，所以x=0处质点为振动加强点，振幅为 C正确； D．这两列波的波长相同，所以这两列波发生衍射的难易程度相同，D错误。 故选C。 5. 如图所示，一轻质弹簧上端固定在天花板上，下端连接一质量为的小钢球。以弹簧原长时钢球所在的位置为坐标原点，竖直向下为正方向建立坐标轴。将钢球从点处由静止释放，钢球在、间做往复运动。弹簧劲度系数为，且弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 在点处，小球的加速度最小 B. 在点处，小球所受弹力的大小为 C. 在处，小球的速度最大 D. 两点间的距离为 【答案】C 【解析】 【详解】A．钢球在、间做往复运动，故其在P点回复力最大，即加速度最大，故A错误； B．由A可知在点处， 此时 故B错误； C．速度最大时，弹力与小球重力相等，后小球继续向下运动，弹力增大，速度减小，则 故 故C正确； D．从O到P，根据动能定理可得 解得 故D错误。 故选C。 6. 上海大学集成光子芯片实验室的研究团队首次实现了基于AIScNOI（绝缘体上掺钪氮化铝）平台的声光调制功能验证。掺钪氮化铝是一种折射率较大的透明材料，如图是用该材料制成的棱柱型薄膜，其截面为等腰三角形，顶角为，面为磨砂面（不透光不反光），、面为透明面，在面中点放置一点光源，此时面有的长度有光线透出，则该材料的折射率为（ ） A. 3 B. 2 C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由题意，发出的光在边的中点处发生全反射，根据几何关系可知临界角为，由全反射规律可得 解得该材料的折射率为 故选B。 7. 关于下面的图形，说法正确的是（ ） A. 图甲是电子束穿过铝箔后的衍射图样，若换成动能相同的质子进行实验，衍射现象更明显 B. 乙图中重核裂变产生的中子能使核裂变反应连续的进行，称为链式反应，其中一种核裂变反应方程为 C. 图丙中，用从能级跃迁到能级辐射出的光照射逸出功为2.14eV的金属铯，不会发生光电效应 D. 丁图中由原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系可知，若D和E能结合成F，结合过程一定会释放能量 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据德布罗意波长公式​，动能​相同的粒子，动量​​。质子质量远大于电子，因此质子的动量更大，德布罗意波长更短。 衍射现象的明显程度与波长正相关，波长越短衍射越不明显，因此换成质子后衍射现象会更不明显，故A错误； B ．铀核裂变的实际过程是铀核吸收中子后发生反应，选项给出的反应方程左侧没有入射中子，正确方程应为（且生成物中子数也不符合该选项的2个中子的常见裂变结果），该方程违背裂变的物理过程，故B错误； C ．氢原子从能级跃迁到能级辐射的光子能量为，该能量大于金属铯的逸出功，满足光电效应的发生条件，因此可以发生光电效应，故C错误； D． 核子平均质量越小的原子核，核子结合后的质量亏损越大。 由图可知D、E的核子平均质量大于F，二者结合成F时，总质量会减少，根据质能方程，结合过程一定会释放能量，故D正确。 故选 D。 二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 8. 如图所示，在水平地面上放置了一个顶端固定有定滑轮的斜面，物块放置在斜面上，轻细绳的一端与相连，另一端通过定滑轮与小球相连。现对小球施加水平外力使其缓慢运动，直至将拉至图示位置，拉动过程中物块和斜面始终静止。不计细绳与滑轮的摩擦，则下列说法正确的是（　　） A. 拉力先减小再增大 B. 绳上的拉力一直增大 C. 斜面对的摩擦力可能一直减小 D. 地面对斜面的摩擦力不变 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．对小球受力分析，如图所示 根据受力平衡可得， 小球缓慢移动过程中逐渐变大，所以可得绳上的拉力一直增大，拉力一直增大，故A错误，B正确； C．对物块，其重力沿斜面向下的分量为，由于与的质量关系未知，所以开始时受斜面的摩擦力可能向下，也可能向上。当初始位置细绳的拉力小于时，斜面对的摩擦力沿斜面向上，有 由于拉力一直增大，因此斜面对的摩擦力逐渐减小，直至将拉至图示位置时，若细绳拉力仍旧小于，则斜面对的摩擦力一直减小；若细绳拉力大于，则斜面对的摩擦力方向沿斜面向下且逐渐增加。当初始位置细绳的拉力大于时，斜面对的摩擦力沿斜面向下，有 由于拉力一直增大，因此斜面对的摩擦力逐渐增加。综上，斜面对的摩擦力可能一直减小，可能先减小后反向增大，也可能一直增大，故C正确； D．用整体法对小球、斜面、物块以及轻细绳、定滑轮组成的系统进行受力分析，系统受外力为水平拉力、总重力、总支持力以及摩擦力。系统水平方向受力平衡，小球缓慢运动时，拉力一直增大，因此地面对斜面的摩擦力也一直增大，故D错误。 故选BC。 9. 如图甲所示，在平静的水面下深处有一个点光源，它发出不同颜色的光和光，在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由、两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为光的颜色（见图乙）。设水对光的折射率为，则下列说法正确的是（　　） A. 在真空中，光的传播速度比光的大 B. 在水中，光的波长比光的长 C. 复色光圆形区域的面积为 D. 在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，光的干涉条纹间距比光的窄 【答案】BC 【解析】 【详解】A．在真空中，所有单色光传播速度相同，均为c，故A错误； B．a光在水面上形成的圆形亮斑面积较大，可知，a光的临界角较大，根据临界角与折射率的关系有 可知，a光的折射率较小，则a光的频率较小，可知，在水中，a光的波长比b光长，故B正确； C．根据临界角与折射率的关系有 根据几何关系有 则复色光圆形区域的面积为 解得，故C正确； D．结合上述可知，a光的波长比b光长，根据 可知，在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，光的干涉条纹间距比光的宽，故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，足够深的导热容器用质量为、横截面积为的导热活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下方设有两个卡口，初态时活塞与卡口间的作用力大小为，活塞离汽缸底部的高度为，环境温度，之后环境温度逐渐升高至某一温度，活塞离汽缸底部的距离变为。不计活塞与容器间的摩擦，重力加速度为，大气压保持不变且。整个过程中，关于气体的图像及说法正确的是（　　） A. 图甲为此过程的图像，则温度下的压强大于温度下的压强 B. 图乙为此过程的图像，其中 C. 图丙为此过程的图像，封闭气体在两个阶段升高相同温度时，吸收的热量相等 D. 图丙为此过程的图像，此过程中气体对外做功为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．图像中，斜率不变的图线为等压变化，温度从到是等容变化体积不变，到是等压变化图线斜率不变，图像符合题意，当初始时刻温度为时，对活塞受力分析有 解得 温度为时，对活塞受力分析 解得 则温度下的压强小于温度下的压强，故A错误； B．图像中，过原点斜率不变的图线为等容变化，温度从到是等容变化图线斜率不变，到是等压变化压强不变，图像符合题意，温度为时，对活塞受力分析 解得，故B正确； CD．根据题意可知，温度从到过程，压强从到体积不变，温度从到过程，压强不变，体积增大，图像符合题意，封闭气体在两个阶段升高相同温度时，内能的增加量相同，根据热力学第一定律 其中 可知，第一段不做功，第二段气体对外做功 所以两段吸收的热量不相等，故C错误，D正确。 故选BD。 三、实验题（本题共2小题，11题12分，12题8分，除特殊标注外，每空2分，共20分。） 11. 要描绘一个标有“3 V  0.8 W”小灯泡的伏安特性曲线，要求灯泡两端的电压由零逐渐增加，且尽量减小实验误差。已选用的器材除导线、开关外，还有电池组（电动势为4.5 V，内阻约1Ω） 电流表（量程为0~300 mA，内阻约为1Ω） 电压表（量程为0~3 V，内阻约为3 kΩ） 滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流1 A） （1）实验电路应选用图中的_________（填字母代号） A. B. C. D. （2）请按照（1）中选择的电路图，补充完成图中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏_________。 （3）以电压表的读数U为横轴，以电流表的读数Ⅰ为纵轴，根据实验得到的多组数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线，如图所示。由图可知：随着电压的增大，小灯泡的电阻_________（选填“增大”或“减小”），其发生变化的原因是___________________________。 （4）从图线可知，当灯泡两端电流为0.26 A时，小灯泡的功率等于_________W（保留两位有效数字）。 （5）某同学看到实验室有最大阻值为17 kΩ的滑动变阻器R1和最大阻值为100Ω的滑动变阻器R2，用R1和R2分别替换本实验中的滑动变阻器，滑片从左向右滑动过程中，电压表示数随滑片移动距离x的关系曲线如图所示，正确的是_________。 【答案】（1）B （2） （3） ①. 增大 ②. 温度变高，电阻率变大，电阻变大 （4）0.62 （5）B 【解析】 【小问1详解】 实验要求灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到，则滑动变阻器应采用分压接法，灯泡正常发光时的电阻为 电流表内阻为，电压表内阻为，相对来说，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法。 故选B。 【小问2详解】 滑动变阻器采用分压接法，为保护电路安全，闭合开关前，滑片应处于滑动变阻器最左端；根据实验电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示： 【小问3详解】 [1][2]图象中图线上各点与坐标原点连续的斜率表示电阻的倒数，由此可知随着电压的升高电阻增大，这是因为灯丝电阻随温度的升高电阻率增大。 【小问4详解】 由灯泡的伏安特性曲线可知，当电流为时的电压为，所以功率 【小问5详解】 分压电路中，滑动变阻器总阻值越大，与负载电阻的阻值差距越大，分压曲线的非线性越明显，电压表示数随滑片移动距离增大会呈现先慢后快的上凸特征。远大于小灯泡电阻，对应分压曲线上凸，与小灯泡电阻差距较小，分压更接近线性。 故选B。 12. 小明利用某手机软件研究向心加速度，如图甲所示，用两根细线把手机侧面与水平悬梁AB连接，绷紧细线，将手机拉开某一角度后由静止释放，使之绕水平悬梁AB摆动至最低点，细线碰到水平挡杆CD后继续摆动，在手机软件上观察记录细线碰挡杆后瞬间手机的向心加速度大小a，测量手机上边缘到挡杆CD的距离l。改变CD的高度，重复实验。 （1）在操作过程中，为了确保手机到达最低点时的速度大小相等，则每次拉开手机的角度都与第一次________（选填“相同”或“不相同”）； （2）若手机上边缘运动到最低点时的速度大小为v，则此时手机上边缘向心加速度的大小________（用v和l来表示）； （3）根据实验得到的数据，由电脑描点作出图，数据拟合获得图像及表达式如图乙所示，则由该图线斜率可知手机摆到最低点时的速度大小为________（计算结果保留二位有效数字）； （4）由图乙中表达式可知，图像没有严格通过坐标原点，小明认为其原因是手机加速度传感器位置在手机上边缘的下方某距离所致。根据图乙估计该距离约为________（计算结果保留一位有效数字）。 【答案】（1）相同 （2） （3）2.0 （4）1 【解析】 【小问1详解】 在操作过程中，为了确保手机到达最低点时的速度大小相等，则每次拉开手机的角度都与第一次相同。 【小问2详解】 手机上边缘运动到最低点时的速度大小为v，手机上边缘到挡杆CD的距离l，则此时手机上边缘向心加速度的大小为。 【小问3详解】 根据 变形可得 作出图，则该图线斜率可知手机摆到最低点时的速度大小为 解得。 【小问4详解】 设手机加速度传感器位置在手机上边缘的下方处，则有 变形得 根据图乙表达式得 再由，解得 四、计算题（本题共3小题，13题10分，14题14分，15题14分，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分。有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 如图所示，在锅炉外壁紧贴着导热性能良好且右壁开孔与大气相通的汽缸，汽缸右壁内侧装有压力传感器，用于监控锅炉外壁的温度、锅炉未工作时，活塞与锅炉外壁距离为0.3m、与传感器距离为0.2m，活塞左侧封闭温度为300K、压强为105Pa的空气，此时压力传感器的示数为0。已知大气压强为105Pa，活塞横截面积为10-2m2，不计活塞与汽缸壁的摩擦，锅炉工作时温度缓慢升高。 （1）当锅炉的温度为T1时，活塞刚好接触压力传感器，求T1； （2）锅炉外壁温度T从300K逐渐增大，求压力传感器示数F与T的关系式； （3）活塞从汽缸图示位置移动到最右侧刚接触到压力传感器的过程中，气体吸收了300J的热量，求该过程中气体内能变化多少？ 【答案】（1）500K （2）当T≤500K时，F=0，当T＞500K时， （3）增加了100J 【解析】 【小问1详解】 当锅炉的温度为升高时，气体做等圧变化，根据盖吕萨克定律可得 代入数据解得 【小问2详解】 由以上分析可知，当温度小于等于500K时，压力传感器示数 当温度大于500K时，气体体积不变，根据查理定律可得 解得 活塞对压力传感器的作用力为 【小问3详解】 根据热力学第一定律， 解得 即气体内能增加了100J。 14. 如图，AB是倾角为的固定斜轨道，BC是以恒定速率v0顺时针转动的水平传送带，紧靠C端有半径为R、质量为M置于光滑水平面上的可动半圆弧轨道，水平面和传送带BC处于同一高度，各连接处平滑过渡。现有质量为m的物块，从轨道AB上与B相距L的P点由静止下滑，经传送带末端C点滑入圆弧轨道。物块与传送带间的动摩擦因数为μ，其余接触面均光滑。已知R=0.36m，L=1.6m，v0=5m/s，m=0.2kg，M=1.8kg，μ=0.25，重力加速度取g=10m/s2。不计空气阻力，物块视为质点，传送带足够长。求： （1）物块滑到B点处的速度大小； （2）物块从B到C点过程因摩擦产生的热量； （3）物块到达圆弧轨道最高点时对轨道的压力。 【答案】（1） （2） （3）3N，方向竖直向上 【解析】 【小问1详解】 物块从P到B点，根据动能定理可得 解得 【小问2详解】 物块从B点匀加速运动到与传送带共速v0，对物块有，， 解得， 对传送带有 根据功能关系可得 解得 【小问3详解】 物块从进入圆弧槽到达最高点过程，根据水平方向动量守恒和能量守恒可得， 解得，（，，不符合实际舍掉） 物块在圆弧槽最高点时，有 解得 根据牛顿第三定律，物块在圆弧槽最高点时对轨道的压力大小3N，方向竖直向上。 15. 如图所示，间距为的光滑平行金属导轨由两部分组成，之间接有一个电容器，左侧部分导轨与水平面成角倾斜放置，两导轨间有垂直该部分导轨所在平面向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。右侧部分为水平导轨，、两处各由绝缘材料平滑连接两侧导轨，与、与之间均存在垂直该部分导轨所在平面向下、磁感应强度大小为的匀强磁场，与、与之间距离均为。由质量为、总电阻为的均匀金属丝制成的刚性线框放置在导轨上，边恰处于位置，，，其中心到两根导轨的距离相等。初始时开关S断开，质量为、长度略大于的金属杆从左侧导轨上距离地面高为处由静止下滑，至导轨底端时速度大小为。已知与间距离足够长，导轨及金属杆的电阻均不计，重力加速度为。 （1）求金属杆下滑至导轨底端时电容器两端的电压及电容器储存的能量； （2）求电容器的电容； （3）金属杆从左侧导轨底端滑出后，闭合开关S，求线框边运动到位置时的速度大小； （4）第（3）问中线框边运动到位置的瞬间断开开关S，求线框的边从位置滑出磁场时的速度。 【答案】（1）， （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 金属杆下滑至导轨底端时，电容器两极板间的电势差 金属杆下滑过程中，减小的重力势能等于金属杆增加的动能和电容器储存的能量之和，则杆下滑到导轨底端时，电容器储存的能量为 【小问2详解】 杆下滑过程中，设某时刻回路中电流为，在较短的时间内有，对电容器有 由法拉第电磁感应定律可得，杆产生感应电动势的变化量 根据牛顿第二定律，杆的加速度满足，又加速度的定义式 联立解得，故可知杆沿导轨向下做匀加速直线运动，根据匀变速直线运动规律可得，杆运动到导轨底端时的速度满足 解得，代入电容器的电容 【小问3详解】 线框边运动到位置的过程中，线框边和边在导轨间的部分并联，电容器通过该并联部分对外放电，因与间距离足够大，因此最终线框匀速运动，由动量定理可得，即，其中即为电容器放出的电荷量 结合，其中，解得 【小问4详解】 线框边运动到位置的瞬间断开开关S，在线框边运动到位置之前，线框边和边在导轨间的部分通过导轨形成回路，分别相当于电源和外电路电阻，回路的总电阻为。 设回路平均电流为，安培力的冲量，其中平均电流 由法拉第电磁感应定律得，其中 联立可得安培力的冲量为 线框边从位置运动到位置过程中，由于、两处绝缘材料的存在，线框边在导轨间的部分相当于电源，整个线框形成回路，总电阻为，安培力的冲量为 线框运动出磁场的过程，线框边和边在导轨间的部分通过导轨形成回路，分别相当于电源和外电路电阻，回路总电阻为，安培力的冲量为 对线框，从边在位置运动到边恰出磁场的过程，根据动量定理可得，解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $